葉片安裝誤差對風電機組性能影響的研究

　　模擬仿真與分析
　　一、風電機組模型描述
　　對某3MW 變速變槳型水平軸風電機組進行仿真分析，其風輪基本參數如表1。
　　二、額定風速下風輪葉片最佳安裝角
　　風速為11.5m/s 時，風能利用率隨安裝角的變化，如圖2所示。當風速、轉速不變時，隨葉片安裝角的變化，風能利用系數呈現先增后減的趨勢。當安裝角為-1°時風能利用率最大，此時風能利用率為0.483，安裝角超過±5°后，風電機組的風能利用率明顯下降。
　　三、三種條件下翼型的氣動性能
　　本文通過將葉片安裝角分別設置為-2°、0°、2°時來模擬葉片安裝誤差，進而分析比較葉片安裝誤差對風電機組性能參數的影響。作為葉片翼型氣動性能的主要參數，升力系數和阻力系數的變化會影響整個風電機組的風能利用系數的變化，從而引起風電機組的功率輸出。圖3 為安裝角度為-2°、0°、2°時葉片不同截面處升阻力系數的變化情況。
　　四、安裝角變化對風能利用系數和功率的影響
　　根據上述三種不同情況下葉片翼型的氣動參數，利用葉素動量理論及其修正理論，仿真此風電機組安裝角度為-2°、0°、2°時的風能利用系數曲線，如圖4 所示。升力系數與阻力系數的變化將引起風能利用系數降低。通過表2 可知，葉片安裝角為0°時，達到額定功率時風速為11.5m/s 。而葉片安裝角變化時，使阻力系數有所增加，從而減少了功率的輸出，此時風電機組達到額定功率時的風速至少為13m/s 。在額定風速以下每個風速段輸出功率損失率最大可達到8.24% 。